Wat is een Nanofabriek?
De nanofabriek is de standaard voorgestelde toepassing voor moleculaire productie van de eerste generatie, ook bekend als moleculaire nanotechnologie. Moleculaire productie is een futuristische technologie die enorme arrays van nano-niveau machinesystemen ("nanoassemblers") zou gebruiken om producten op macroschaal te synthetiseren met behulp van een proces dat convergente assemblage wordt genoemd. In convergente assemblage assembleert een assemblagelijn van steeds grotere manipulatorarmen productsubcomponenten en geeft deze door aan de volgende fase van grotere manipulatorarmen, totdat uiteindelijk een door de mens bruikbaar product wordt gecreëerd.
Omdat deze nanoassemblers stationair zouden zijn en in een assemblagelijn werken zoals een conventionele fabriek, is het gevaar dat deze nanomachines losraken en wild worden, afwezig. Visionairs van nanotechnologie maken zich al lang zorgen over een terugslag in hun voorgestelde technologie op basis van fantasievolle science-fictionverhalen, zoals de "Prey" van Michael Crichton, die "nanotechnologie" afbeelden als autonome machine met zelfontplooiende mogelijkheden. Het idee van een nanofabriek biedt een solide weerlegging van dergelijke rampscenario's.
Vanwege schaalwetten kunnen nanofabrieken extreem productief zijn. Robotica op macroschaal, zoals de robotica die wordt gebruikt om auto's te assembleren, maakt gebruik van manipulatorarmen die zeer langzaam bewegen volgens nanotechnologische normen. Manipulatorarmen die op moleculair niveau werken, kunnen assemblagebewerkingen zeer snel uitvoeren, in de orde van GHz (miljarden keren per seconde) in plaats van alleen maar Hz. Voorlopige berekeningen suggereren dat een nanofabriek zijn eigen massa in enkele uren kan verwerken.
Door geavanceerde programmering zou een nanofabriek de gebruiker in staat stellen de samenstelling van een product met atomaire precisie te specificeren, waardoor enorme nieuwe sectoren van de ontwerpruimte worden geopend. Veel van onze huidige producten hebben last van zwakheden of onvolkomenheden omdat ze worden vervaardigd via "bulkchemie"; miljarden of triljoenen atomen op een willekeurige manier samenbrengen in plaats van producten te maken door nauwkeurige atomaire positionering. Als een nanofabriek met succes zou worden gemaakt, zou deze ook kunnen worden geprogrammeerd om extra nanofabrieken te produceren voor niets anders dan de grondstoffen en de noodzakelijke programmering. Wanneer nanofabrieken werkelijkheid worden (misschien tegen 2015), zullen ze waarschijnlijk een revolutie teweegbrengen in elke productiesector.